[LeetCode][8]【学习日记】实现字符串转换整数 (atoi)函数

题目

8. 字符串转换整数 (atoi)

请你来实现一个 myAtoi(string s) 函数，使其能将字符串转换成一个 32 位有符号整数（类似 C/C++ 中的 atoi
函数）。

函数 myAtoi(string s) 的算法如下：

读入字符串并丢弃无用的前导空格
检查下一个字符（假设还未到字符末尾）为正还是负号，读取该字符（如果有）。确定最终结果是负数还是正数。如果两者都不存在，则假定结果为正。
读入下一个字符，直到到达下一个非数字字符或到达输入的结尾。字符串的其余部分将被忽略。
将前面步骤读入的这些数字转换为整数（即，“123” -> 123， “0032” -> 32）。如果没有读入数字，则整数为 0。必要时更改符号（从步骤 2 开始）。
如果整数数超过 32 位有符号整数范围 [−2^31, 2^31 − 1] ，需要截断这个整数，使其保持在这个范围内。具体来说，小于 −2^31 的整数应该被固定为 −2^31 ，大于 2^31 − 1 的整数应该被固定为 2^31 − 1。
返回整数作为最终结果。

注意：

本题中的空白字符只包括空格字符 ’ '。
除前导空格或数字后的其余字符串外，请勿忽略任何其他字符。

示例 1：

输入：s = “42” 输出：42 解释：加粗的字符串为已经读入的字符，插入符号是当前读取的字符。
^ 第 1 步：“42”（当前没有读入字符，因为没有前导空格）
^ 第 2 步：“42”（当前没有读入字符，因为这里不存在 ‘-’ 或者 ‘+’）
^ 第 3 步：“42”（读入 “42”）
^ 解析得到整数 42。由于 “42” 在范围 [−2^31, 2^31 − 1] 内，最终结果为 42。

示例 2：

输入：s = " -42" 输出：-42 解释：
^ 第 1 步：" -42"（读入前导空格，但忽视掉）
^ 第 2 步：" -42"（读入 ‘-’ 字符，所以结果应该是负数）
^ 第 3 步：" -42"（读入 “42”）
^ 解析得到整数 -42。由于 “-42” 在范围 [−2^31, 2^31 − 1] 内，最终结果为 -42。

示例 3：

输入：s = “4193 with words” 输出：4193 解释：
^ 第 1 步：“4193 with
words”（当前没有读入字符，因为没有前导空格）
^ 第 2 步：“4193 with words”（当前没有读入字符，因为这里不存在 ‘-’ 或者 ‘+’）
^ 第 3 步：“4193 with words”（读入 “4193”；由于下一个字符不是一个数字，所以读入停止）
^ 解析得到整数 4193。由于 “4193” 在范围 [−2^31, 2^31 − 1] 内，最终结果为 4193。

提示： 0 <= s.length <= 200 s 由英文字母（大写和小写）、数字（0-9）、’ ‘、’+‘、’-’ 和 ‘.’ 组成

思路

图片来自：https://leetcode.cn/leetbook/read/illustration-of-algorithm/lhqzq5/
在这里插入图片描述

去除前导空格
判断是否有符号
对后面的数字进行转 int 的操作，直到添加下一位可能溢出或遇到非数字或字符串结束

对于第三步的循环解释：

j 小于字符串长度，且 str[j] 应为数字（204851r596）
以2147483647 / 10 == 214748364 为界。小于这个数则可以添加下一位数；等于这个数则需判断接下来的的一位数加上去是否溢出；大于则因为添加下一位数要先*10，所以必定溢出
- 小于边界的情况：1234567891，有123456789 < 214748364，此时可以添加下一位数
- 等于边界的情况：如 2147483648，则 214748364 = = 214748364，而添加8后必定溢出，所以输出溢出时的值；而 214748364 有 214748364 = = 214748364，但是添加 6 后也不溢出
- 大于边界的情况：如3,000,000,000，3,000,000,00 > 214748364，因为添加下一位数要先*10，所以必定溢出；如20,000,000,000，在 9 位时 200,000,000 < 214748364，此时继续添加下一个 0，然后在下一轮循环中 2,000,000,000 就大于边界，再添加下一个 0 会溢出
总结：这道题的核心就是在添加下一位后会溢出时，立刻返回溢出值，否则就可以继续添加下一位

简洁解法：

参考 K 神的代码：https://leetcode.cn/leetbook/read/illustration-of-algorithm/lhqzq5/

class Solution {
public:int myAtoi(string str) {int i=0, symbol=1, ans=0;if(!str.length()) return 0;//空字符串while(str[i]==' '){//跳过前导空格++i;}if(str[i]=='-')symbol=-1;//遇到负号if(str[i]=='+' || str[i]=='-')++i;//有符号情况//开始处理数字部分//-2147483648 —— 2147483647for(int j=i; j<str.length() && isdigit(str[j]); ++j){if(ans>214748364 || (ans==214748364&&str[j]>'7')) return (symbol==1 ? INT_MAX : INT_MIN);ans = ans*10 + (str[j]-'0');}return ans*symbol;}
};

繁琐的解法

这种解法之所以繁琐：

前导空格和符号的处理放在了循环中
没有找到溢出的边界条件

class Solution {
public:int myAtoi(string str) {int symbol=1, ans=0, numBegin=0, i=0;bool overflow = false, haveFindNum = false;long maxInt = numeric_limits<int>::max();for(i=0; i<str.length(); ++i){if(str[i] == ' ' && !haveFindNum) continue;if(i+1<str.length() && (str[i]=='+' || str[i]=='-') && isdigit(str[i+1]) && !haveFindNum){if(str[i]=='+') symbol = 1;if(str[i]=='-') symbol = -1;numBegin = i+1;continue;}else if(!isdigit(str[i])) break;//下面处理str[i]为数字的情况haveFindNum = true;if(i-1<0) numBegin = 0;else if(i-1>=0 && str[i-1]==' ' && ans) numBegin = i;else if(!ans) numBegin = i;else if(i-2>=0 && str[i-2]=='0' && ans) numBegin = i;if(i-numBegin == 10){cout << numBegin;if(symbol == 1) return ((long)maxInt)*symbol;else return ((long)maxInt+1)*symbol;} long temp;temp = (long)ans * 10;if(temp > maxInt) {cout << "*";if(symbol == 1) return ((long)maxInt)*symbol;else return ((long)maxInt+1)*symbol;} ans *= 10;temp = (long)ans + str[i] - '0';if(temp > maxInt) {cout << "+";if(symbol == 1) return ((long)maxInt)*symbol;else return ((long)maxInt+1)*symbol;}ans += str[i] - '0';}return ans*symbol;}
};